JP2009206264A - Transfer robot - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数のワーク収納用スロットを備えたワークカセットと、プロセス装置の前段のワークステージとの間におけるワークの搬送を行うように構成された搬送ロボットに関する。 The present invention relates to a transfer robot configured to transfer a work between a work cassette having a plurality of work storage slots and a work stage preceding a process apparatus.
EFEM(Equipment Front End Module)は、ウェハの処理を行うプロセス装置と、複数のウェハ収納用スロットを備えたウェハカセットとの間におけるウェハの受け渡しをクリーンな環境で行うための装置である。EFEMの内部には、プロセス装置の前段のウェハカセットとウェハステージとの間におけるウェハの搬送を行う搬送ロボットが設けられる。 An EFEM (Equipment Front End Module) is an apparatus for transferring wafers between a process apparatus for processing wafers and a wafer cassette having a plurality of wafer storage slots in a clean environment. Inside the EFEM, a transfer robot that transfers the wafer between the wafer cassette and the wafer stage in the previous stage of the process apparatus is provided.
搬送ロボットには、ウェハを傷つけることなく、ウェハカセットとウェハステージとの間におけるウェハの搬送を行うことが要求される。さらに近年ではウェハの搬送の高速化を図る工夫が色々と為されている。例えば、従来の搬送ロボットの中には、複数本のアームを搭載することにより高速化を図るものが多く見られる(例えば、特許文献1参照。)。
アームの数が増えると、ウェハの入れ替え作業は高速化する。ただし、ウェハカセットおよびウェハステージが搬送ロボットを挟んで反対側に配置される場合には、ウェハカセットからウェハステージにウェハを受け渡すためには、必然的に搬送ロボットを180度旋回させる作業が伴う。この搬送ロボットの旋回動作を効率的に省くことができれば、ウェハカセットとウェハステージとの間におけるウェハの搬送の高速化、搬送ロボットの構成の簡略化、搬送ロボットの省スペース化が期待できる。 As the number of arms increases, the wafer replacement operation becomes faster. However, in the case where the wafer cassette and the wafer stage are arranged on the opposite side across the transfer robot, in order to transfer the wafer from the wafer cassette to the wafer stage, it is necessary to rotate the transfer robot 180 degrees. . If the turning operation of the transfer robot can be efficiently eliminated, it can be expected that the transfer of the wafer between the wafer cassette and the wafer stage can be speeded up, the configuration of the transfer robot can be simplified, and the space of the transfer robot can be saved.
この発明の目的は、旋回動作を伴わずにワークカセットとワークステージとの間におけるワークの搬送を効率的に行うことが可能な搬送ロボットを提供することである。 An object of the present invention is to provide a transfer robot that can efficiently transfer a work between a work cassette and a work stage without involving a turning motion.
この発明に係る搬送ロボットは、複数のワーク収納用スロットを備えたワークカセットと、プロセス装置の前段のワークステージとの間におけるワークの搬送を行うように構成される。ワークカセットの例として、FOUP(Front Opening Unified Pod)等のウェハカセットが挙げられる。また、ワークステージの例として、ウェハ受け渡しステージ等のウェハステージが挙げられる。 The transfer robot according to the present invention is configured to transfer a work between a work cassette having a plurality of work storage slots and a work stage in the previous stage of the process apparatus. An example of the work cassette is a wafer cassette such as FOUP (Front Opening Unified Pod). An example of the work stage is a wafer stage such as a wafer delivery stage.
この搬送ロボットは、本体、第1のアーム、第2のアームを備える。第1のアームは、本体に移動自在に支持されており、ワークカセットと本体の上方位置との間で往復移動可能に構成される。第1のアームは、ワークを把持するように構成された複数の把持部を有する第1のハンドを備える。 The transfer robot includes a main body, a first arm, and a second arm. The first arm is movably supported by the main body, and is configured to be able to reciprocate between the work cassette and the upper position of the main body. The first arm includes a first hand having a plurality of grip portions configured to grip a workpiece.
第2のアームは、本体に移動自在に支持されており、本体の上方位置とワークステージとの間で往復移動可能に構成される。第2のアームは、第1のハンドとは異なる角度からワークを把持するように構成された複数の把持部を有する第2のハンドを備える。異なる角度からワークを把持する例として、第1のハンドが前後方向からワークを把持するのに対して第2のハンドが前後方向に直交する横方向や前後方向に対して斜めの方向からワークを把持することが挙げられる。また、第2のハンドは第1のハンドよりも上方または下方に配置される。第1のハンドがワークを下方から把持する構成であれば第2のハンドは第1のハンドよりも上方に配置されることが好ましく、第1のハンドがワークを上方から把持する構成であれば第2のハンドは第1のハンドよりも下方に配置されることが好ましい。 The second arm is movably supported by the main body and is configured to be able to reciprocate between an upper position of the main body and the work stage. The second arm includes a second hand having a plurality of grip portions configured to grip a workpiece from an angle different from that of the first hand. As an example of gripping the workpiece from different angles, the first hand grips the workpiece from the front-rear direction, while the second hand grips the workpiece from the lateral direction orthogonal to the front-rear direction or from the direction oblique to the front-rear direction. Gripping. Further, the second hand is arranged above or below the first hand. If the first hand is configured to grip the workpiece from below, the second hand is preferably disposed above the first hand, and if the first hand is configured to grip the workpiece from above. The second hand is preferably arranged below the first hand.
第1のハンドにおける把持部と第2のハンドにおける把持部とは、互いに同じ高さに配置されるように構成される。ここで同じ高さとは、ある高さに配置されたワークを同時に把持することが可能な程度に高さ方向でオーバーラップすることを意図しており、第1のハンドにおける把持部と第2のハンドにおける把持部の上端および下端の少なくとも一方の高さを一致させるようなことは必須ではない。 The grip portion in the first hand and the grip portion in the second hand are configured to be arranged at the same height. Here, the same height is intended to overlap in the height direction to such an extent that a workpiece placed at a certain height can be gripped at the same time. It is not essential to match the heights of at least one of the upper end and the lower end of the grip portion of the hand.
上述の構成においては、本体の上方位置にて第1のアームから第2のアームへのワークの受け渡しを行うことが可能になる。この結果、第1のアームと第2のアームとの協働により、ロボットの旋回を伴わずに、ワークカセットからワークステージへのワークの搬送、およびワークステージからワークカセットへのワークの搬送を行うことが可能になる。 In the above-described configuration, the workpiece can be transferred from the first arm to the second arm at a position above the main body. As a result, by the cooperation of the first arm and the second arm, the work is transferred from the work cassette to the work stage and the work is transferred from the work stage to the work cassette without the rotation of the robot. It becomes possible.
さらに、第1のハンドの複数の把持部のうちワークステージ側からワークを把持するものについては、第1のハンドのワーク載置面よりも第2のハンドとは反対方向に退避可能に構成することが好ましい。このように構成することで、第1のハンドから第2のハンドにワークが渡された後に第2のハンドの高さを変えなくても、把持部とワークとが干渉しなくなるからである。 Further, among the plurality of gripping portions of the first hand, the one that grips the workpiece from the workpiece stage side is configured to be retractable in the direction opposite to the second hand from the workpiece placement surface of the first hand. It is preferable. This is because the grip portion and the workpiece do not interfere with each other even if the height of the second hand is not changed after the workpiece is transferred from the first hand to the second hand.
従来のEFEM搭載ロボットは、ユーザ別の要求仕様に対応するために汎用性を重視しており、2本のアームを同じ機能・用途に使用していた。これに対して、この発明では、各アームの役割を分担して協働させることにより、ワークカセットとワークステージとの間におけるワークの搬送においてロボットの旋回を不要にしている。 Conventional EFEM-equipped robots place great importance on versatility in order to meet user-specific requirements, and use two arms for the same functions and applications. On the other hand, in the present invention, the role of each arm is divided and cooperated, thereby making it unnecessary to turn the robot in transferring the workpiece between the workpiece cassette and the workpiece stage.
この発明によれば、旋回動作を伴わずにワークカセットとワークステージとの間におけるワークの搬送を効率的に行うことが可能になる。 According to the present invention, it is possible to efficiently carry a workpiece between the workpiece cassette and the workpiece stage without involving a turning operation.
図1は、本発明の実施形態に係る搬送ロボット10の概略を示す図である。搬送ロボット10は、EFEM内に配置され、FOUP(Front Opening Unified Pod)等のウェハカセットとプロセス装置との間でウェハ(ワーク)の搬送を行うように構成されている。本実施形態では、搬送ロボット10を昇降可能なレール上に往復移動可能に配置しているが、ロボットを固定して配置する場合にも本発明を適用することは可能である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a
搬送ロボット10は、本体12、第1のアーム18、および第2のアーム16を備える。本体12は、第1のアーム18および第2のアーム16を移動自在に支持するように構成される。
The
第1のアーム18は、ウェハカセットにアクセス可能に構成される。具体的には、第1のアームは、少なくともウェハカセットと本体12の真上の位置との間で往復移動が可能に構成される。第1のアーム18は、ウェハ100を把持するための第1のハンド182を備える。第1のハンド182は、原則として、その先端がウェハカセットの方に向くように配置される。
The
第2のアーム16は、ウェハステージにアクセス可能に構成される。具体的には、第1のアームは、少なくともウェハステージと本体12の真上の位置との間で往復移動が可能に構成される。第2のアーム16は、ウェハにおける第1のハンド182とは異なる位置を把持することが可能な第2のハンド162を有する。第2のハンド162は、原則として、その先端がウェハステージの方に向くように配置される。
The
続いて、図2(A)および図2(B)を用いて第1のハンド182を説明する。第1のハンド182は、把持駆動部56、把持駆動部56と連結プレート189を介して接続された把持爪185A、および把持駆動部56と連結プレート(図示せず)を介して接続された把持爪185B、185Cを備える。第1の把持駆動部56は、第1のハンド182における把持爪185A〜185Cに対して必要な駆動力を供給するように構成される。具体的には、把持駆動部56は、連結プレートを引っ張ったり押し出したりすることによって把持爪185A〜185Cを動作させる。その結果、把持爪185A〜185Cによってウェハ100が選択的にグリップされる。なお、把持爪185B、185Cは必ずしも動く必要はなく第1のハンド182に固定されていても良い。この場合は、把持駆動部56と把持爪185B、185Cとを連結する上述の連結プレートは不要となる。
Next, the
さらに、第1のハンド182は、その底面が把持駆動部56に近づくほど低くなるように傾斜した凹部187を備える。凹部187を設ける意図は、把持爪185Aをウェハ載置面183よりも下方に逃がすためである。この実施形態では、把持爪185Aが把持駆動部56側に最も接近したときに、把持爪185Aがウェハ載置面183よりも下方に配置されるようになる。
Furthermore, the
続いて、図3を用いて第2のハンド162を説明する。第2のハンド162は、2本の把持片165Aおよび165Bと、把持片165Aおよび165Bをそれぞれ支持する支持部168Aおよび168Bと、第2の把持駆動部60とを備える。第2の把持駆動部60は、把持片165A〜165Bに対して必要な駆動力を供給するように構成される。支持部168Aおよび168Bは回転自在にされており、第2の把持駆動部60からの駆動力により支持部168Aおよび168Bが微少角回転する。その結果、把持片165A〜165Bによってウェハ100が選択的にグリップされる。
Next, the
この実施形態では、把持爪185A〜185Cによってウェハ100を前後からグリップし、把持片165A〜165Bによってウェハ100を左右からグリップするように構成している。その主な理由は、第1のハンド182から第2のハンド162へのウェハ100の受け渡し動作を円滑に行うためであるが、これについては後述する。
In this embodiment, the
図4は、搬送ロボット10の概略を示すブロック図である。同図に示すように、搬送ロボット10は、CPU50、ROM54、RAM52、第1の駆動部58、第1の把持駆動部56、第2の駆動部62、および第2の把持駆動部60を少なくとも備える。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an outline of the
ROM54は、CPU50の動作に必要な複数のプログラムを記憶する。RAM52は、CPU50が直接アクセス可能なメモリであり、データを一時的に記憶するために用いられる。第1の駆動部58は、少なくとも1つのモータを備えており、第1のアーム18に対して必要な駆動力を供給するように構成される。第2の駆動部62は、少なくとも1つのモータを備えており、第2のアーム16に対して必要な駆動力を供給するように構成される。
The
第1の把持駆動部56および第2の把持駆動部60に採用される駆動機構の例としては、流体圧シリンダを利用した駆動機構、電磁石を利用した駆動機構、小型モータを利用した駆動機構等が挙げられる。
Examples of drive mechanisms employed in the first
CPU50は、ROM54に格納されたプログラムに基づいて搬送ロボット10の各部を制御する。例えば、CPU50は、第1のハンド182によってウェハカセットからウェハ100を取り出す動作、本体12の上方で、第1のハンド182から第2のハンド162にウェハ100を受け渡す動作、第2のハンド162によってウェハステージまでウェハ100を搬送する動作の制御を実行する。
The
続いて、図5を用いて、ウェハカセットからウェハステージにまでウェハ100を搬送する手順を説明する。図5において、ウェハカセットは図中上側に配置されており、ウェハステージは図中下側に配置されている。図5(A)は、第1のアーム18がウェハカセットからウェハ100を取り出した状態を示している。この状態から、第1のアーム18はウェハステージの方向(矢印200で示す方向)に移動する。このとき、第2のハンド162は、本体12の上方位置にて把持片165A、165Bを開いた状態で待機する。
Next, a procedure for transporting the
図5(B)は、第1のハンド182が第2のハンド162の下を通過し本体12の真上位置に到達した状態を示している。この状態において、第2のハンド162は、把持片165A、165Bを閉じてウェハ100をグリップする。同時または直後に、把持爪185A〜185Cがウェハ100のグリップを解除する。
FIG. 5B shows a state where the
その後、図5(C)に示すように、第2のハンド162がウェハステージまでウェハ100を搬送する。このとき、図6に示すように、把持爪185Aがウェハ載置面183よりも下方に退避しているため、把持爪185Aがウェハ100の搬送の障害になることがない。この結果、第1のアーム18が上下移動を行うことなく、そのままの高さでウェハ100を搬送することが可能になる。ただし、第1のアーム18および第2のアーム16が独立して昇降するような構成を採用し、第1のアーム18および第2のアーム16の相対高さの調整を可能に構成する場合には、把持爪185Aをウェハ載置面183よりも下方に退避させる必要がない。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the
なお、ウェハステージからウェハカセットまでウェハを搬送する場合には上述と逆の手順で作業が実行される。 When the wafer is transported from the wafer stage to the wafer cassette, the operation is executed in the reverse procedure to that described above.
以上の実施形態によれば、ダブルアーム型の搬送ロボット10のアームを、それぞれウェハカセット用とウェハステージ用に専用化することにより、搬送ロボット10に旋回(軸)動作をさせる必要がなくなる。このため、旋回(軸)動作のための構成を搭載する必要がなく、また、旋回(軸)動作に必要なスペースを確保する必要がなくなる。
According to the embodiment described above, the arms of the double arm
さらに、ウェハステージ用に専用化された第2のハンド162が前後方向ではなく横方向からウェハ100を把持するため、ウェハステージにおける作業が効率化する。例えば、ウェハステージにウェハ100を持ち込みウェハステージ上にウェハ100を置いた後、そのまま微少昇降のみを行うことで別の段にある処理済ウェハを把持して持ち帰り、第1のハンド182に受け渡してウェハカセットに収納することが可能になる。この一連の動作は、ウェハステージ用に前後方向からウェハ100を把持する汎用のハンドを用いた場合には行うことができず、ウェハステージ用として第2のハンド162を用いることによってのみ得られるメリットと言える。要するに、ウェハステージ用として第2のハンド162を用いることにより、ウェハステージでのワーク入れ替え時間を短くできる。また、ウェハステージにアライナーを搭載して、ウェハステージ上にてアライメント処理を実行することも可能になる。
Furthermore, since the
上述の実施形態では、把持爪185Aがウェハ載置面183よりも下方に退避する構成を採用したが、把持爪185Aの構成はこれに限定されるわけではない。例えば、把持爪185Aが選択的に起立するような構成を採用したり、把持爪185Aが選択的にウェハ載置面183よりも上に突出するように把持爪185Aを上下移動可能に支持したりすることが可能である。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
続いて、図7および図8を用いて、本発明の他の実施形態に係る搬送ロボット300の概略を説明する。図7は搬送ロボット300の外観斜視図であり、図8(A)および図8(B)は、搬送ロボット300、ウェハカセット302、およびプロセス装置304(またはウェハステージ)の相対位置関係を示している。
Subsequently, an outline of a
図7に示すように、搬送ロボット300は前の実施形態に係る搬送ロボット10と外観が異なっているが、その基本的構成は同様である。このため搬送ロボット300の基本的構成については説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the
搬送ロボット300は、搬送ロボット10と同様、EFEM内に配置され、ウェハカセット302とプロセス装置304(またはウェハステージ)との間でウェハ100の搬送を行うように構成される。搬送ロボット300は、図示しない昇降可能なレール上に往復移動可能に配置される。
Similar to the
搬送ロボット300は、ウェハカセット302にアクセス可能に構成された第1のアーム318と、プロセス装置304(またはウェハステージ)にアクセス可能に構成された第2のアーム316とを備える。図8に示すように第1のアーム318および第2のアーム316の構成や動作については、前の実施形態における第1のアーム18および第2のアーム16と同様であるため(図5参照)説明を省略する。また、第1のアーム318においても、前の実施形態の把持爪185Aと同様に、退避可能な把持爪320を採用している。
The
以上のように、搬送ロボット(10、300)は、EFEM内のスペースに応じて、適宜、外形や寸法等の仕様を変更したものを用いることが可能である。 As described above, the transfer robot (10, 300) can be a robot whose specifications such as outer shape and dimensions are appropriately changed according to the space in the EFEM.
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The description of the above-described embodiment is an example in all respects and should be considered as not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
10−搬送ロボット
16−第2の把持部
18−第1の把持部
162−第2のハンド
165A、165B−把持片
182−第1のハンド
185A〜185C−把持爪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10- Transfer robot 16- 2nd holding part 18- 1st holding part 162-
Claims (3)
本体と、
前記本体に移動自在に支持されており、前記ワークカセットと前記本体の上方位置との間で往復移動可能に構成された第1のアームと、
前記本体に移動自在に支持されており、前記本体の上方位置と前記ワークステージとの間で往復移動可能に構成された第2のアームと、
を備え、
前記第1のアームは、ワークを把持するように構成された複数の把持部を有する第1のハンドを備え、
前記第2のアームは、第1のハンドとは異なる角度からワークを把持するように構成された複数の把持部を有するとともに、前記第1のハンドよりも上方または下方に配置された第2のハンドを備え、かつ
前記第1のハンドにおける把持部と前記第2のハンドにおける把持部とが互いに同じ高さに配置されるように構成された
搬送ロボット。 A transfer robot configured to transfer a work between a work cassette having a plurality of work storage slots and a work stage in the previous stage of the process device,
The body,
A first arm that is movably supported by the main body and configured to reciprocate between the work cassette and an upper position of the main body;
A second arm that is movably supported by the main body and configured to reciprocate between an upper position of the main body and the work stage;
With
The first arm includes a first hand having a plurality of grip portions configured to grip a workpiece,
The second arm includes a plurality of grip portions configured to grip a workpiece from an angle different from that of the first hand, and a second arm disposed above or below the first hand. A transfer robot comprising a hand and configured so that a grip portion in the first hand and a grip portion in the second hand are arranged at the same height.
前記第2のハンドにおける把持部は、前記第2のハンドの移動方向に直角な方向の両側からワークを把持するように構成される請求項1または2に記載の搬送ロボット。 The grip portion in the first hand is configured to grip a workpiece from both sides in a direction parallel to the moving direction of the first hand,
3. The transfer robot according to claim 1, wherein the grip portion in the second hand is configured to grip a workpiece from both sides in a direction perpendicular to the moving direction of the second hand.
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